Bài giảng Tin học 8 (Kết nối tri thức với cuộc sống) - Chủ đề 1: Máy tính và cộng đồng - Bài 1: Lược sử công cụ tính toán

Về kiến thức : 
-Trình bày được sơ lược lịch sử phát triển máy tính 
-Nêu được ví dụ cho thấy sự phát triển máy tính đã đem đến những thay đổi lớn lao cho xã hội loài người. 
Về n ăng lực: 
-Phát triển năng lực tự học thông qua việc nghiên cứu sự phát triển của công cụ tính toán. 
-Nuôi dưỡng trí tưởng tượng, tiếp thu nhũng ý tưởng sáng tạo qua những phát minh công nghệ. 
-Phát triển năng lực tư duy sáng tạo nhằm giải quyết những vấn để công nghệ (NLc). 
-Sử dụng được công cụ tìm kiếm, xử lí vào trao đổi thông tin để tìm hiểu về lịch sử phát triển của các tiến bộ trong công nghệ tính toán (NLd). 
NỘI DUNG TRỌNG TÂM 
MÁY TÍNH CƠ HỌC 
1 
MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ 
MÁY TÍNH THAY ĐỔI THẾ GIỚI NHƯ THẾ NÀO? 
2 
3 
Công cụ tính toán đầu tiên 
Các phép tính đầu tiên được con người thực hiện bằng cách nào? 
Các phép tính đầu tiên được con người thực hiện bằng cách sử dụng 10 ngón tay. Cho đến nay, hệ thống ghi số thập phân (cách ghi số sử dụng các chữ số từ 0 đến 9) vẫn là cách ghi số phổ biến hơn cả. Trong tiếng Anh, từ “chữ số” (digit) có nguồn gốc từ chữ digitus (trong tiếng Latin có nghĩa là ngón tay). 
Công cụ tính toán đầu tiên 
Bàn tính 
Hơn 2000 năm trước Công nguyên, con người đã biết làm các phép tính số học. Một trong những công cụ tính toán sớm nhất là bàn tính. 
1.MÁY TÍNH CƠ HỌC 
Hầu hết mọi người nghĩ về máy tính như một thiết bị điện tử, có khả năng x ử lí dữ liệu đa dạng với tốc độ cao và có dung lượng lưu trữ lớn. Em hãy tìm hiểu và cho biết: 
1.	Tên của một trong những chiếc máy tính đầu tiên. 
2.	Chiếc máy đó có thể làm được những gì? 
3.	Ý tưởng nào đ ã thúc đẩy sự phát minh ra máy tính? 
Nghiên cứu và thảo luận 
Sự ra đời của máy tính 
*Điền thông tin cần thiết vào phiếu học tập hoặc vở ghi chép 
1.MÁY TÍNH CƠ HỌC 
Các em thảo luận và điền vào phiếu học tập các thông tin còn thiếu 
NĂM: . 
TÁC GIẢ: . 
TÁC PHẨM: . 
Ý TƯỞNG: . CHỨC NĂNG: . 
NĂM: 1642 
TÁC GIẢ: BLAISER PASCAL 
TÁC PHẨM: Pascaline 
Ý TƯỞNG: cơ giới hoá việc tính toán 
CHỨC NĂNG: cho phép thực hiện các phép toán cộng, trừ 
NĂM: 1833 
TÁC GIẢ: Charle Babbage 
TÁC PHẨM: máy tính đa năng 
Ý TƯỞNG: Động cơ phân tích 
CHỨC NĂNG: tính toán tự động 
Ý tưởng cơ giới hoá việc tính toán đóng vai trò quan trọng tr ong lịch sử phát triển của máy tính. 
Năm 1642, nhà bác học người Pháp Blaise Pascal, khi đó chưa đầy 20 tuổi, đ ã cho ra đời chiếc máy tính cơ khí Pascaline (Hình 1.2) để giúp đ ỡ cha trong việc tính thuế . 
Blaise Pascal 
N hà Toán học người Đức Gottfried Leibniz đ ã cải tiến và thêm phép tính nhân, chia vào máy tính c ủ a Pascal để nó thực hiện được c ả bốn phép tính số học. 
Gottfried Leibniz 
Máy tính stepped drum còn được sử dụng vào những năm 1970 
Bánh xe Leibniz hay còn được gọi là trống bước (stepped drum) 
Nguyên lí thiết kế máy tính của Babbage giống như máy tính ngày nay. Đó là loại máy đa năng, thực hiện tính toán tự động và có những ứng dụng ngoài tính toán thuần tuý. Vì vậy, mặc dù dự án của ông không được hoàn thành do hạn chế về công nghệ, ông vẫn được coi là cha đẻ của công nghệ máy tính. 
Dự án máy tính của Babbage 
 Ý tưởng cơ giới hoá việc tính toán đóng vai trò quan trọng trong lịch sử phát triển của máy tính. Năm 1642, nhà bác học Blaise Pascal đã sáng chế ra chiếc máy tính cơ khí Pascaline. 
 Năm 1833, nhà Toán học Charle Babbage đã thiết kế máy tính đa năng , tính toán tự động tương tự như máy tính ngày nay. 
1.MÁY TÍNH CƠ HỌC 
Em hãy trình bày những hiểu biết về máy tính cơ học? 
Máy tính trong dự án của Babbage có những đặc điểm gì? 
Máy tính cơ học, thực hiện tự động. 
Máy tính có những ứng dụng ngoài tính toán thuần tuý. 
Có thiết kế giống với máy tính ngày nay. 
Cả ba đặc điểm trên. 
2. MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ 
2. MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ 
Máy tính điện - cơ và kiến trúc Von Neumann 
Năm 24 tuổi, Claude Shannon đã nghĩ rằng có thể sử dụng các rơ le để thực hiện các thao tác tính toán trên các dây bit. Đó là nền tảng cho việc thiết kế các máy tính kĩ thuật số hiện đại. Thời kì đầu, các máy tính được thiết kế dựa trên các rơ le, còn được gọi là máy tính điện - cơ. 
Claude Shannon 
Máy tính điện - cơ và kiến trúc Von Neumann 
N ăm 1943, Howard Aiken đã chế tạo thành công chiếc máy tính điều khiển tuần tự tự động (ASCC Automatic Sequence Controlled Calculator), một máy tính điện - cơ đa năng, có thể hoạt động với sự can thiệp tối thiểu của con người. Nó thực hiện phép tính cộng mất gần một giây và phép tính nhân mất khoảng 6 giây. 
Howard Aiken 
2. MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ 
2. MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ 
Máy tính điện - cơ và kiến trúc Von Neumann 
N ă m 1945, nhà Toán học người Mỹ gốc Hung-ga-ry John Von Neumann đã trình bày nguyên lí hoạt động của máy tính với khái niệm “chương trình được lưu trữ”. 
John Von Neumann 
C ác lệnh của chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ giống như dữ liệu; 
Đ ể thực hiện nhiệm vụ nào, ch ỉ cần tải chương trình tương ứng vào bộ nhớ; 
C hương trình được nạp từ bộ nhớ vào bộ xử lí từng lệnh một và thực hiện xong mới nạp lệnh tiếp theo (tuần tự). 
Máy tính điện - cơ và kiến trúc Von Neumann 
 M áy tính cần được cấu tạo dựa trên kiến trúc Von Neumann, gồm bộ xử lí, bộ nhớ, các cổng kết nối với thiết bị vào - ra và đường truyền giữa các bộ phận đó. 
Thiết bị vào 
Thiết bị ra 
Bộ nhớ 
Bộ xử lí 
Em hãy trình bày về nguyên lí máy tính điện cơ và kiến trúc Von Neumann? 
Thế hệ thứ nhất (1945 - 1955) 
Đặc điểm : 
Thành phần điện tử chính: đèn điện tử chân không. 
Bộ nhớ chính: trống từ. 
Kích thước: rất lớn (thường chiếm một căn phòng). 
Thiết bị vào - ra: máy đọc và tạo thẻ đục lỗ. 
ENIAC (1943) 
Thế hệ thứ hai (1955 - 1965) 
Đặc điểm : 
Thành phần điện tử chính: bóng bán dẫn. 
Bộ nhớ: lõi từ, băng từ. 
Kích thước: lớn (bộ phận xử lí và tính toán lớn như những chiếc tủ). 
Thiết bị vào - ra: máy đọc và in băng đục lỗ, máy đọc và in băng từ. 
Minsk 22 
Thế hệ thứ ba (1965- 1974) 
Đặc điểm : 
•	Thành phần điện tử chính: mạch tích hợp. 
•	Bộ nhớ: lõi từ lớn, băng từ, đĩa từ. 
•	Kích thước: lớn (tương đương 1 chiếc bàn làm việc). 
•	Thiết bị vào - ra: được bổ sung bàn phím, màn hình, máy in,... 
ENIAC (1943) 
Thế hệ thứ tư (1974 - 1990) 
Đặc điểm : 
•	Thành phần điện tử chính: mạch tích hợp cỡ rất lớn và bộ vi xử lí. 
•	Bộ nhớ: CD, RAM. ROM, USB, SSD,... 
•	Kích thước: nhỏ, có thể đặt trên bàn. 
•	Thiết bị vào - ra: được bổ sung thiết bị trỏ, máy quét,... 
•	Mạng: một nhóm gồm hai hoặc nhiều máy tính được liên kết với nhau. 
Micral (1973) 
Thế hệ thứ năm (1990 - ngày nay) 
Đặc điểm : 
•	Thành phần điện tử chính: mạch tích hợp cỡ siêu lớn. 
•	Kích thước: nhỏ, có thể mang theo người (di động) và có dung lượng lưu trữ lớn. 
•	Thiết bị vào - ra: được bổ sung thiết bị nhận dạng tiếng nói, hình ảnh, chuyển động,... 
Đi ện thoại thông minh 
M áy tính điện tử có thể được phân chia thành năm thế hệ : 
1945 
- 
1955 
1965 
- 
1974 
1955 
- 
1965 
1974 
- 
1990 
1990 
- 
nay 
 Máy tính điện tử ra đời vào những năm 1940. Năm thế hệ của máy tính điện từ được đánh dấu bởi những tiến bộ công nghệ nhằm thu nhỏ các linh kiện điện tử, tích hợp chúng vào những thiết bị nhỏ, có tốc độ x ử lí lớn, độ tin cậy cao, có khả năng kết nối toàn cầu, tiêu thụ ít năng lượng và được trang bị nhiều ứng dụng thân thiện với con người. 
2. MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ 
Em hãy trình bày về những hiểu biết về máy tính điện? 
Bộ vi xử lí là linh kiện máy tính dựa trên công nghệ nào? 
Đèn điện từ chân không. 
Linh kiện bán dẫn đơn giản. 
Mạch tích hợp hàng chục, hàng trăm linh kiện bán dẫn. 
Mạch tích hợp cở lớn (VLSI) , gồm hàng chục nghìn đến hàng triệu linh kiện bán dẫn. 
3. MÁY TÍNH THAY ĐỔl THẾ GIỚI NHƯ THẾ NÀO? 
Trong lĩnh vực giáo dục: 
Internet là kho thông tin khổng lồ, giúp con người có thể học mọi nơi, mọi lúc, giúp các giáo viên hỗ trợ học sinh từ xa, giúp các nhà khoa học, các chuyên gia, các nhà giáo dục phổ biến kiến thức, kĩ năng,... một cách hiệu quả. 
3. MÁY TÍNH THAY Đ Ổ l THẾ GIỚI NHƯ THẾ NÀO? 
Trong lĩnh vực kinh tế: 
C ác giao dịch tăng lên nhanh chóng trong môi trường kĩ thuật số. Cả người tiêu dùng và nhà cung cấp hàng hoá, dịch vụ đều được hỗ trợ để đa dạng hoá hình thức giao dịch, giúp cho nền kinh tế trở nên năng động hơn, nền kinh tế nhờ đó được phát triển. 
3. MÁY TÍNH THAY Đ Ổ l THẾ GIỚI NHƯ THẾ NÀO? 
Trong lĩnh vực quốc phòng: 
Những thiết bị bay thông minh có thể hỗ trợ quan sát vùng trời, vùng biển, lãnh thổ; những khí tài có tính tự động cao, nhanh và chính xác có thể giúp quân đội bảo vệ Tổ quốc, giữ gìn an ninh quốc phòng 
3. MÁY TÍNH THAY Đ Ổ l THẾ GIỚI NHƯ THẾ NÀO? 
3. MÁY TÍNH THAY Đ Ổ l THẾ GIỚI NHƯ THẾ NÀO? 
 Thế giới đang biến đổi nhanh chóng và sâu sắc nhờ sự phát triển của công nghệ máy tính. 
Tóm lại, theo em máy tính thay đổi thế giới như thế nào? 
Em hãy lấy ba ví dụ cho thấy máy tính làm thay đổi sâu sắc cuộc sống của con người. 
Nghiên cứu và thảo luận 
Sự thay đổi 
3. MÁY TÍNH THAY Đ Ổ l THẾ GIỚI NHƯ THẾ NÀO? 
- Ví dụ 1. Trong lĩnh vực y tế, những thiết bị nhỏ gọn như đồng hồ thông minh có thể theo dõi sức khỏe thường xuyên, phát hiện kịp thời những bất thường của cơ thể,  
- Ví dụ 2. Trong lĩnh vực giáo dục, Interner là kho thông tin khổng lồ, giúp con người có thể học mọi lúc mọi nơi, giúp các giáo viên hỗ trợ học sinh từ xa,  
- Ví dụ 3. Trong lĩnh vực kinh tế, các giao dịch tăng lên nhanh chóng trong môi trường kĩ thuật số. 
Câu hỏi: Ví dụ cho thấy sự khác nhau rõ ràng trong hoạt động học tập khi chưa có và khi có các thiết bị công nghệ số hiện nay: 
Học tập ngày xưa 
Học tập ngày nay 
- Chỉ có 1 phương thức là dạy học trực tiếp. 
- Ngoài dạy học trực tiếp còn có thể dạy học trực tuyến qua các phần mềm hỗ trợ. 
- Không có các phương tiện hỗ trợ dạy học. 
- Có nhiều phương tiện hỗ trợ dạy học ví dụ như máy chiếu, máy chiếu vật thể, các phần mềm hỗ trợ việc dạy và học,  
- Việc tìm kiếm tài liệu học tập khó khăn. 
- Dễ dàng tìm kiếm tài liệu học tập trên mạng Internet. 
Câu hỏi: V í dụ về một ứng dụng mà em cho là thông minh của những máy tính thế hệ mới : 
*Máy tính thế hệ mới được tích hợp trí tuệ nhân tạo. Nhờ vậy, máy tính có khả năng xử lí thông tin trong thế giới thực giống con người như: cảm nhận, suy luận, tương tác,  
Đáp án 
Hãy sắp xếp các thế hệ công cụ tính toán sau theo thứ tự thời gian: a) Máy tính điện tử; b) Máy tính cơ học; c) Công cụ thủ công. 
a -> b -> c. 
b -> c -> a. 
c -> b -> a. 
c -> a -> b. 
Máy tính được Babbage thiết kế để làm gì? 
Thực hiện phép cộng 
Thực hiện phép cộng trừ. 
Thực hiện bốn phép tính số học. 
Tính toán ngoài bốn phép tính số học 
Thành phần điện tử chính trong máy tính thế hệ thứ nhất là loại linh kiện điện tử nào? 
Đèn điện tử chân không. 
Bóng bán dẫn. 
Mạch tích hợp. 
Mạch tích hợp cỡ rất lớn. 
Thành phần điện tử chính trong máy tính thế hệ thứ hai là loại linh kiện điện tử nào? 
Đèn điện tử chân không. 
Bóng bán dẫn. 
Mạch tích hợp. 
Mạch tích hợp cỡ rất lớn. 
Thành phần điện tử chính trong máy tính thế hệ thứ ba là loại linh kiện điện tử nào? 
Đèn điện tử chân không. 
Bóng bán dẫn. 
Mạch tích hợp. 
Mạch tích hợp cỡ rất lớn. 
Thành phần điện tử chính trong máy tính thế hệ thứ tư là loại linh kiện điện tử nào? 
Đèn điện tử chân không. 
Bóng bán dẫn. 
Mạch tích hợp. 
Mạch tích hợp cỡ rất lớn. 
Những nhược điểm của máy tính thế hệ đầu tiên là gì? (Em có thể chọn nhiều phương án.) 
Chúng rất lớn. 
Chúng đắt tiền. 
Chúng tiêu hao rất nhiều điện 
Chúng tạo ra rất nhiều nhiệt. 
Chúng thường gặp trục trặc. 
Thế hệ máy tính nào bắt đầu sử dụng bàn phím và màn hình? 
Thế hệ đầu tiên. 
Thế hệ thứ hai. 
Thế hệ thứ ba. 
Thế hệ thứ tư. 
	 Câu hỏi: Em hãy cho biết vào thời điểm đất nước ta hoàn toàn thống nhất năm 1975, những thế hệ máy tính điện tử nào đã xuất hiện ở nước ta? 
	 Vào thời điểm đất nước ra hoàn toàn thống nhất năm 1975, nước ta đã xuất hiện những thế hệ máy tính điện tử thứ ba, thứ tư. 
Đáp án 
	 Câu hỏi: Em hãy đưa ra một dự báo về ứng dụng của máy tính trong tương lai. Hãy giải thích cơ sở của dự báo đó ? 
	 Máy tính trong tương lai có khả năng suy luận như con người. 
Cơ sở của dự báo: Hiện nay, trí tuệ nhân tạo đang trên đà phát triển và đã có một số thành tựu. 
Đáp án 
Ghép nối các thành phần ở cột A với cột B để có đáp án đúng: 
A 
B 
Đáp án 
a. 
1 ) Mạch tích hợp (IC) là thành phần điện tử chính trong máy tính điện tử thế hệ thứ ba. 
a + 3 
b. 
2 ) Đèn điện tử chân không là thành phần điện tử chính trong máy tính điện tử thế hệ đầu tiên. 
b + 1 
c. 
3 ) Mạch tích hợp cỡ rất lớn (VLSI) còn được gọi là bộ vi xử lí là thành phần điện tử chính trong máy tính điện tử thế hệ thứ tư. Các máy tính thế hệ này còn được gọi là máy vi tính. 
c + 4 
d. 
4 ) Bóng bán dẫn là thành phần điện tử chính trong máy tính điện tử từ thế hệ thứ hai. 
d + 2 
	 Câu hỏi: Bộ nhớ bán dẫn được sử dụng ở thế hệ máy tính nào? Em hãy kể ví dụ về một loại bộ nhớ sử dụng công nghệ bán dẫn. 
	 Bộ nhớ bán dẫn được sử dụng ở thế hệ máy tính thứ tư. Thẻ nhớ USB và ổ đĩa cứng thể rắn (SSD) là những ví dụ về bộ nhớ sử dụng công nghệ bán dẫn. 
Đáp án 
	 Câu hỏi: Máy vi tính (microcomputer) là thuật ngữ được sử dụng để chỉ máy tính thế hệ thứ mấy và tại sao chúng lại được gọi tên như thế? 
	 Máy vi tính là thuật ngữ được sử dụng để chỉ máy tính thế hệ thứ tư vì chúng sử dụng bộ vi xử lí (microprocessor), một loại mạch tích hợp gồm rất nhiều linh kiện bán dẫn. 
Đáp án